为实现食用菌废菌棒的机械化粉碎和脱袋,本文设计了一种齿式粉碎机构,该机构利用挤压和滑切复合产生撕搓效应的原理对废菌棒进行粉碎和脱袋。本文通过菌棒力学性能试验、废菌棒分离粉碎机三维建模、关键零部件运动学分析、搭建分离粉碎试验台、试验台试验和基于离散元法的菌棒分离粉碎过程分析对菌棒分离粉碎机进行了设计、研制试验和模拟分析。论文主要内容如下:1.以采摘后的木耳菌棒为试验材料,在万能试验机上对其进行剪切、压缩力学性能试验。测得这两种菌棒在不同含水率状态下的剪切强度和抗压强度,得出菌棒的含水率与剪切强度、抗压强度均呈幂指数关系,分析了菌棒在某一含水率状态下的应力应变曲线,为研制菌棒粉碎机械、选择粉碎参数提供设计依据。2.在菌棒的力学性能试验结果的基础上,利用Solidworks软件设计了粉碎杆、割袋刀等关键零部件和分离粉碎机装配体模型,并且对装配体模型进行了干涉检测;结合废菌棒粉碎分离机的工作原理,对关键零部件进行了运动学分析,研究了菌棒径向受力,轴向输送速度和割袋刀的滑切角。3.依据Solidworks软件创建的装配体模型和工程图,制作了菌棒分离粉碎机试验台,试验台主要由分离粉碎装置、变频器、扭矩测试系统,扭矩采集系统、机架等5部分构成。进行了正交试验,通过分析粉碎合格率、菌袋脱净率和生产率检验了设计的可行性,通过扭矩测量与功耗检测相结合的方法开展了功率消耗试验,研究了粉碎辊转速、扭矩和功率消耗之间的规律,得到了既满足菌棒分离粉碎机性能要求,又降低分离粉碎辊功率消耗的各因素最优参数组合。试验结果表明驱动转速是影响粉碎合格率,菌袋脱净率,生产率的重要因素,该研究结果可为菌袋分离机的整体设计与优化提供重要依据。4.对菌棒粉碎过程进行了离散元仿真,在保证模型能够实现菌棒破碎仿真目的的前提下创建了菌棒粉碎机模型,该模型主要由粉碎机构,投料箱,输送板组成;通过编译API插件创建了菌棒粘结模型,通过单轴压缩试验修正了菌棒的微观参数;创建了粉碎过程仿真模型;通过统计BPM模型中断裂键比值研究分析了物料粉碎程度。